|
Труды 4-й РНКТ (2006). Том 3. Свободная конвекция. Тепломассообмен при химических превращениях
Соболев В.М., Снегирев А.Ю., Лупуляк С.В., Шиндер Ю.К. Моделирование турбулентного диффузионного факела прямоточно-вихревой горелки
ЗАО «Экотоп», Санкт-Петербург, Россия
Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Россия
Аннотация
Данная работа посвящена численному моделированию турбулентного диффузионного факела метановоздушного пламени в прямоточно-вихревой горелке
фирмы «Экотоп» (Санкт-Петербург). Для расчёта факела
использован компьютерный код CFX (ANSYS Inc.) и
многопроцессорный вычислительный комплекс Лаборатории прикладной математики и механики СПбГПУ.
Выполнены расчёты стационарного факела в неограниченном пространстве при нескольких значениях коэффициента избытка воздуха, подаваемого в горелку. Результаты расчётов содержат поля скорости, средней температуры, средних концентраций основных компонентов и
оксидов азота, распределения мощности тепловыделения
и объёмной эмиссии теплового излучения в пространстве.
Заключение
В работе продемонстрировано применение современного коммерческого программного обеспечения и многопроцессорных систем для численного
моделирования турбулентного горения природного
газа в прямоточно-вихревой горелке большой мощности (ЗАО «Экотоп», Санкт-Петербург), применяемой в агрегатах отечественных ГРЭС. Серия
численных расчётов выполнена для трёх режимов
работы горелки, соответствующих избыточному,
стехиометрическому и недостаточному расходу
воздуха (для полного окисления горючего). Для
каждого из режимов получены расчётные поля
средних скоростей, температур и концентраций
компонентов. Определены структурные элементы
факела (рециркуляционная зона, горячий «купол»,
слой смешения и дальний след). Установлено, что
расчётные значения концентраций оксидов азота в
пламени согласуются с литературными данными.
Дальнейшее усовершенствование модели будет
проводиться по следующим направлениям:
1) учёт влияния стенок топочной камеры, а также возможного взаимодействия струй разных горелок; учёт влияния силы тяжести;
2) учёт кинетики процессов горения и производства промежуточных продуктов (таких, как монооксид углерода) в рамках более детальной модели
горения;
3) учёт возможного образования и последующего окисления сажи;
4) дальнейшая калибровка и обоснование выбора
моделей турбулентности и теплового излучения;
5) анализ возможности локального погасания
фрагментов турбулентного пламени;
6) нестационарные режимы горения и истечения
продуктов сгорания.
По мере учёта перечисленных выше факторов
следует провести численное моделирование работы
горелки во всём диапазоне возможных расходов
горючего и воздуха.
Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)
Следующая страница: Страхов В.Л., Заикин С.В., Каледин В.О. Математическое моделирование нестационарного прогрева при пожаре элементов технологического оборудования нефтегазового комплекса с огнезащитой в виде укрытия
|